Pracují solární články efektivněji než rostliny?

Blankenshipův tým

Pan Robert Blankenship je profesorem na Washingtonské univerzitě. Tento pán se se svým týmem v nedávné době zasloužil o výsledky výzkumu, které byly publikovány v časopise Science (Věda). Prvopočátečním hnacím motorem byla konference mnoha odborníků z různých oborů, jež se snažila porovnat neporovnatelné. Neporovnatelné tedy alespoň v začátcích konference.

Přítomní chemici, biologové, inženýři a mnozí další zde sice zjistili, že jsou přeborníky ve svých oborech, ale, že nejsou schopni se mezi sebou vzájemně domluvit, protože si prostě nerozumí. Šlo o jakousi jazykovou bariéru, asi jako zmatení jazyků při stavbě Babylónské věže. Tito lidé si prostě nerozuměli, protože každý mluvil svým jazykem, pomocí vlastní odborné terminologie. Tento problém se naštěstí podařilo účastníkům konference vyřešit.

Porovnání neporovnatelného

Dalším stěžejním problémem bylo srovnání nesrovnatelného. Vědci se snažili porovnat energetickou výkonnost rostlin v porovnání se solárními články. Jenže tohle srovnání je nesmírně komplikované. Především proto, že jednotlivé solární články poskládané do tzv. solárních panelů vyrábějí elektřinu, zatímco rostliny uchovávají sluneční energii v chemické podobě. Oba dva systémy jsou sice příliš odlišné, ale vědcům se podařilo díky novému přístupu najít shodný článek.

Nový postup

Tento nový výpočetní přístup je založen na faktu, že z proudu, který vyrobí elektrické články lze získat vodík, což je taktéž jedna z forem chemické energie. Vědci tedy vypočítali, kolik může být vyrobeno vodíku z proudu získaného ze solárních článků.

Solární články mnohem efektivnější než rostliny

Následné srovnání mezi rostlinou a solárním článkem dokázalo, že rostlina pracuje sama při optimálních podmínkách růstu jen z poloviny tak účinně jako moderní solární články. V průběhu celého roku dokonce klesla tato hodnota až k jedné desetině. Navíc solární články jsou schopné oproti rostlinám využít většinu různých vlnových délek slunečního záření a mohou pracovat efektivně také při silném slunečním záření.

Také jste v úvodu tipovali, že jsou rostliny při výrobě energie efektivnější? Nic si z toho nedělejte. Ani mezi mnohými vědci se ještě tato zpráva zcela nerozšířila. Při přednáškách ukazuje Robert Blankenship obrázek, který vlevo zobrazuje kukuřičné pole a vpravo solární článek. Pak se ptá publika, co je efektivnější. Vždycky si většina tipne rostliny - a mýlí se.

Solární články jsou až desetkrát efektivnější než rostliny. Namístě je otázka proč tomu tak je.

Badatelé si to vysvětlují biochemickými a evolučně biologickými principy. Jedním z důvodů je, že fotosyntéza vznikla za časů, když v atmosféře panovaly úplně jiné podmínky než dnes. Například kyslík je dnes ve vzduchu mnohem koncentrovanější než před mnoha miliony let.

Navíc v evoluci existoval u rostlin sotva podnět zvýšit efektivitu přeměny energie, protože ta není v životě rostliny to nejdůležitější. Významější je schopnost přizpůsobit se stále se měnícímu prostředí a prosadit se vůči predátorům a konkurentům.

Vědci se předhánějí v přístupech na zlepšení fotosyntézy.

Díky tomuto novému objevu je možné pracovat i na zvýšení efektivity rostlinné fotosyntézy. Blankenship to porovnává s travinami, ze kterých vzešlo dnešní obilí. Ani ony nebyly od přírody přizpůsobeny k tomu, aby byly obzvláště výživné. Teprve po tisíciletích pěstování k tomu byly lidmi uzpůsobeny. Podobný vývoj předpovídají vědci nyní i jiným rostlinám. A jejich budoucí úkol by potom mohlo být získávání energie nebo by mohly sloužit jako surovina pro chemický průmysl.

Rozdíl oproti vývoji moderního obilí, který trval tisíce let, je, že vědci mohou vedle tradičního pěstování využít také biotechnologické metody. Solární články by přitom mohly sloužit jako vzor.

Dario Leister, profesor na mnichovské univerzitě Ludvíka Maxmiliána, shledává Blankenshipovu studii za přesvědčivou a považuje za realistické fotosyntézu v budoucnosti zdokonalit. Leister, který se na Blankeshipově práci nepodílel, to působivě dokládá v jedné své studii. Jeho tým při ní vyloučil jen jeden jediný gen fotosyntézy huseníčka polního a co se nestalo. Rostlina poté vyrazila ve skleníku rychleji do výšky. Takže kdo ví, čeho se v budoucnu ještě dočkáme.

Zdroj: http://www.spiegel.de